材料科学と凝縮系物理学の境界領域は、私たちの日常を支える新しい物質の発見と設計を探求する分野です。ここで取り扱われる研究は、半導体から超伝導体まで、未来のエネルギーや電子機器の基盤となる材料の振る舞いを解明するものです。

Gist.Science は、arXiv に投稿されるこの分野の最新プレプリントをすべて収集し、専門用語に頼らない平易な解説と、詳細な技術的な要約の両方を提供しています。これにより、研究者だけでなく、一般の方でも最先端の知見にアクセスできるようになりました。

以下に、このカテゴリから厳選した最新の論文リストを掲載します。

🔬 optics

Near-field effects on cathodoluminescence outcoupling in perovskite thin films

本研究は、多結晶CsPbBr3ペロブスカイト薄膜内におけるカソードルミネセンス強度のナノスケールでの変動が、材料固有の特性の違いではなく、主に近接場効果、具体的には湾曲した粒界における光トラッピングの増強およびファブリ・ペロー様共鳴によって引き起こされていることを示している。

Robin Schot, Imme Schuringa, Álvaro Rodríguez Echarri, Lars Sonneveld, Tom Veeken, Yang Lu, Samuel D. Stranks, Albert Po (…)2026-01-28
🔬 materials science

Locally Scaled Self-Interaction Corrected Energy Functionals with Complex Optimal Orbitals

本論文は、複雑な最適軌道と運動エネルギー密度に基づくスケーリング因子を用いて、異なる電子密度領域にわたって補正を動的に調整する、完全変分的な局所スケール自己相互作用補正エネルギー汎関数を提示しており、これにより原子、分子、および固体状態の系における予測を向上させている。

Jukka John, Hlynur Guðmundsson, Iðunn Björg Arnaldsdóttir, Hannes Jónsson, Elvar Örn Jónsson2026-01-28
🔬 materials science

Comparative Analysis of Plasticity-based GND Density Estimation Methods in Crystal Plasticity Finite Element Models

本論文は、結晶塑性有限要素モデルにおける幾何学的必要転位(GND)密度の推定に関する投影法とスリップ勾配法を比較しており、両者が解析的な傾向とは一致するものの、投影法は、計算対象を活動的な転位系のみに限定する改良を加えない限り、多結晶体におけるGNDを著しく過小評価することを明らかにしている。

Michael Pilipchuk, Chaitali Patil, Veera Sundararaghavan2026-01-28
🔬 mesoscale physics

Atomic imaging of 2D transition metal dihalides

本論文は、空気に対して敏感な2次元遷移金属二ヨウ化物を単層限界において単離および撮像することに成功したポリマーフリーの作製手法を紹介するものであり、それによって低エネルギーのスタッキング障壁や安定したヨウ素空孔を含む独自の構造的特性を明らかにし、同時に、クリーンな懸架状態のファンデルワールスヘテロ構造を構築するための多用途なプラットフォームを実証している。

Wendong Wang, Gareth R. M Tainton, Nick Clark, James G. McHugh, Xue Li, Sam Sullivan-Allsop, David G. Hopkinson, Oldrich (…)2026-01-28
🔬 materials science

AI-Assisted Rapid Crystal Structure Generation Towards a Target Local Environment

本論文は、AIが生成した初期構造と機械学習ベースの最適化を組み合わせることで、ターゲットとなる局所環境に一致する多様な結晶構造を迅速に生成する、対称性を考慮したAI生成フレームワークであるLEGO-xtalを紹介しており、少数の炭素同素体を1,700以上の実行可能な候補へと見事に拡張することに成功している。

Osman Goni Ridwan, Sylvain Pitié, Monish Soundar Raj, Dong Dai, Gilles Frapper, Hongfei Xue, Qiang Zhu2026-01-27
🔬 materials science

Abinit 2025: New Capabilities for the Predictive Modeling of Solids and Nanomaterials

本論文は、過去5年間におけるAbinitソフトウェアパッケージの重要な科学的および技術的な進歩を提示するものであり、基底状態および励起状態の手法、GPU加速ハイパフォーマンスコンピューティング、第二原理モデリング、そして固体およびナノ材料の高スループットな予測モデリングを支援するために設計された自動化ワークフローにおける新たな能力を強調している。

Matthieu J. Verstraete, Joao Abreu, Guillaume E. Allemand, Bernard Amadon, Gabriel Antonius, Maryam Azizi, Lucas Baguet (…)2026-01-27
🔬 materials science

Electro-thermal Co-design of Vertical \b{eta}-Ga2O3 Schottky Diodes with High-permittivity BaTiO3 Field-plate for High-field and Thermal Management

本研究は、垂直型β\beta-Ga2_2O3_3ショットキーバリアダイオードにおいて、熱伝導性の高いAlN絶縁体と高誘電率のBaTiO3_3フィールドプレートを統合することが、熱ホットスポットを効果的に緩和し、電界制御を強化することで、高出力用途に向けた放熱性能および耐圧性能を大幅に向上させることを実証している。

Ahsanul Mohaimeen Audri, Chung-Ping Ho, Emerson J. Hollar, Jingjing Shi, Esmat Farzana2026-01-27
🔬 applied physics

Strong lead-free bioinspired piezoceramics for durable energy transducers

本研究は、鉛フリーのBi0.5Na0.5TiO3圧電セラミックスに対し、圧電性能を損なうことなく機械的強度、破壊靭性、および耐疲労性を大幅に向上させ、それによって耐久性のあるエネルギー変換器を可能にする、スケーラブルでバイオインスパイアードなブリック・アンド・モルタル型微細構造設計を提示する。

Ruxue Yang, Temesgen Tadeyos Zate, Peiren Wang, Soumyajit Mojumder, Elo Overgaard Mogensen, Oriol Gavalda-Diaz, Zihe Li (…)2026-01-27
🔬 materials science

InSpecLearn4SDL: Interpretable Spectral Features Predict Conductivity in Self-Driving Doped Conjugated Polymer Labs

本論文は、遺伝的アルゴリズムとSHAPによる特徴量選択を利用して、高速光学スペクトルからドープされた共役系高分子の電気伝導率を予測する解釈可能な機械学習パイプラインであるInSpecLearn4SDLを紹介し、それによって主要な物理的記述子を回収しながら、自律型実験室における実験的労力を約33%削減するものである。

Ankush Kumar Mishra, Jacob P. Mauthe, Nicholas Luke, Aram Amassian, Baskar Ganapathysubramanian2026-01-27